پلی یوریا تحولی عظیم در کنترل خوردگی ، آببندی و محافظت از سطوح

نیاز مبرم به حفاظت از سازه ها در برابر خوردگی، تنشهای مکانیکی و نفوذ سیالات، تلاش های وسیعی را جهت فرموله کردن محصولات پوششی با خواص متنوع، در صنعت امروز می طلبد در طی سالیان اخیر، دانشمندان و مهندسین شیمی، نو آوری هایی را در صنعت پلیمر عرضه نموده اند تا جوابگوی این نیازها باشند، از جمله پیشرفته ترین این پلیمرهای توسعه یافته، پوشش های مهم پلی یورتان و پلی یوریا هستند. از آنجایی که یک سیستم ایده آل حفاظتی باید در کلیه مراحل اعمال، نصب و سرویس با محیط زیست سازگار بوده، دوام و مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی و صدمات مکانیکی و مواد داشته باشد و همچنین از نظر هزینه مواد، اجرا و تعمیرات و نگهداری، مقرون به صرفه باشد پوشش های پلی یورتان و خصوصا پلی یوریای 100 درصد جامد، به دلیل خواص ویژه خود، کلیه این نیازها را برآورده می نمایند.

پلی‌یوریا در یک تعریف کلی و مهندسی، یک ماده الاستومری دوجزئی و 100 درصد بدون حلال و جامد است که بر اثر واکنش و ترکیب یک جزء شیمیایی به نام ایزوسیانات که مایعی چسبناک و تیره می‎باشد با رزین پلی‌ آمین به‌عنوان جزء دوم به‎دست می‌آید. واکنش بین دو جزء پلی‌یوریا در عرض چندثانیه و سریع انجام می‌شود و باعث می‌شود محصول نهایی بسیار چسبناک باشد. در شکل زیر فرمول مواد اولیه، زنجیره تولید و اجزای تشکیل دهنده پلی‌یوریا در مقایسه با پلی‌یورتان را نشان می‎دهد این محصول را می تواند بصورت یک فیلم بی نهایت سفت و چسبناک، محکم، سخت و خشن و در هر ضخامتی و در یک مرحله اجرا نمود. این محصول را همچنین می توان در هر موقعیت و محلی و بر رو هر بستر و سطحی که به درستی آماده سازی اولیه شده باشد اجرا نمود .

این محصول تقریبا نسبت به دما و رطوبت هوا حساسیتی ندارد که این خاصیت به ما اجازه می دهد پوشش را در تمامی شرایط محیطی مشکل ساز و دشوار اجرا کنیم. جایی که یک سیستم پوشش سطح ، مقاوم به خراش، مقاوم در برابر ضربه، انعطاف پذیر، سخت و چغر، محکم و چسبانک مورد نیاز است این محصول یک انتخاب بهینه می باشد که ویژگی های اجرایی برجسته و استثنایی از خود بروز می دهد.

نکته کلیدی در فناوری پوشش های الاستومری پلی یوریا این است که واکنش آمین و ایزو سیا نات تقریبا فوری انجام میگیرد (زمان ژل شدن 3 تا 10 ثانیه ) که این واکنش سریع بدون حضور کاتالیست صورت می پذیرد این واکنش دهی سریع تر از زمانی است که ایزو سیانات فرصت می یابد تا با رطوبت و آب وارد واکنش شود ( واکنشی که منجر به تولید حباب های ناخواسته دی اکسید کربن می گردد). بنابراین پلی یوریا در مناطق شرجی و یا بر روی سطوح مرطوب قابل اعمال خواهد بود و نسبت به پلی یورتانها از حساسیت کمتری نسبت به رطوبت محیط و سطح در حین اعمال و خشک شدن برخوردار است.

پوشش پلی یوریا نسبت به رطوبت حساس نبوده و عیوب مرتبط با رطوبت چون حباب، کف، تورم و تاول را بروز نمی دهد اگرچه توجه به این نکته ضروری است که جهت حصول حفاظت از خوردگی بلند مدت اعمال هیچ یک از سیستم های پوششی بر روی سطوح مرطوب و یا خیس توصیه نمی گردد مگر اینکه با استفاده از پرایمر مخصوص از میزان چسبندگی به سطح اطمینان حاصل شود. عدم وجود کاتالیست جهت سخت شدن و طبیعت اتو کالیست پلی یوریا ، باعث پایداری عالی در مقابل نور UV و یا دما های بالا میشود در حالی که وجود کاتالیست در سیستم، تخریب و افت خواص پلیمر را در شرایط مزبور افزایش می دهد. حفظ خواص فیزیکی پلی یوریای آلیفاتیک در شرایط مختلف جوی، بهتر از پلی یورتان آلیفاتیک حاوی کاتالیست می باشد. اگرچه در سیستم های الاستومری پلی یوریای آروماتیک تمایل به زردگرایی پلی اتر آمین و سایر واکنش گرهای آمینی، کمی بیشتر از پلی یورتان های بر پایه هیدروکسیل پلی ال می باشد. این تغییر رنگ و تمایل به زردشدگی در سیستم های دکوراتیو به راحتی با استفاده از لاک های آلیفاتیک قابل مرتفع نمودن است لازم بذکر است اشعه UV بر سایر خواص پلی یوریا و پلی یورتان، از جمله مقاومت های مکانیکی و شیمیایی بی تاثیر است. به طور خلاصه می توان گفت که پوشش های پلی یوریا و پلی یورتان آروماتیک فاقد پایداری رنگ ولیکن پایدار در برابر اشعه فرابنفش می باشند.

سیستم‌های پوششی پلی‌یوریا برای شرایط سخت، ترافیک‌های سنگین، نفوذ آب، حفاظت در برابر خوردگی، نیاز به مقاومت بالا در برابر فرسایش، مقاومت در برابر کهنگی و تخریب، کاهش ارتعاش و لرزه، حفاظت در برابر اشعه و با قدرت کشسانی فراتر از توانایی سیستم پوشش‌های حفاظتی معمول و مرسوم در صنایع در سرتاسر دنیا مناسب می‌باشد. پلی‌یوریا راه حل‌هایی برای حفاظت زیر ساخت‌ها، حفاظت محیط زیست، حفاظت خوردگی، جذب انرژی، مقاوم به سایش، مقاوم به خراش، ضدآب و بسیاری از کاربردها و راه‌حل‌های دیگر می‌باشد.

مزایای پلی یوریا:

1-زمان واکنش سریع:

زمان واکنش سریع پلی یوریا ( 5 تا 15 ثانیه ) سریع تر از کلیه محصولات پوششی رقیب میباشد. این پوشش اتو کاتالیست به دلیل واکنش دهی سریع دو جزء ، با رطوبت محیط و یا سطح وارد واکنش نشده و بر روی سطوح سرد ویا مرطوب فلزی ، بتنی ، چوبی ، سنگی ، آجری ، فوم پلی یورتان و ….. قابل اعمال است . در ضمن داشتن این خاصیت امکان طولانی تر کردن زمان ژل شدن پلی یوریا از 20 ثانیه تا چند دقیقه ، جهت مصرف در مواردی که زمان ژله ای شدن طولانی تر مورد نیاز است وجود دارد.

زمان واکنش و خشک شدن سریع پلی یوریا از مهمترین مزایای این پوشش محسوب میگردد. خصوصا در مواردی که برگشت به سرویس سریع تجهیز پس از اعمال پوشش یک فاکتور بحرانی است پلی یوریا این امکان را در اسرع وقت فراهم می نماید. خشک شدن کامل پلی یوریا در عرض چند ساعت صورت می پذیرد این در حالی است که مدت زمان اعمال و خشک شدن دیگر پوشش های محافظتی گاهی هفته ها به طول می انجامد .

از آنجا که پلی یوریا به عنوان پوشش ضد خوردگی استاندارد در صنعت جهت پوشش خطوط لوله نیز مطرح شده است تجهیزات اتوماتیک پوشش خطوط لوله (lathe ) امکان اعمال پوشش در احجام بالا و با سرعت زیاد را فراهم آورده است.  تجهیزات اعمال متحرک اعمال پوشش را در نقاط استراتژیک با کاهش هزینه های حمل و نقل امکان پذیر می نماید . همچنین تعمیرات بسیار سریع فاکتور بسیار جذابی برای مصرف کنندگان به حساب می آید. در سراسر دنیا در بسیاری از خطوط لوله از جمله Trans-Alaska Petroleum Pipeline و Natural Gas Pipeline در آسیا از پلی یوریا جهت پوشش استفاده شده است که نتیجه این پروژه ها اعمال و بهره برداری سریع، کاهش هزینه ها، بهبود کیفیت و کارایی و به حداقل رساندن هزینه تعمیر و نگهداری بوده است.

2-عدم حساسیت نسبت به رطوبت:

برخلاف پلی یورتان که نسبت به رطوبت هوا و سطح حساس بوده و در اثر واکنش با رطوبت ایجاد گاز دی اکسید کربن و متعاقبا کف یا نوک سوزنی می نماید پلی یوریا تحت تاثیر رطوبت واقع نمی شود. واکنش بین دو جزء پلی یوریا به قدری سریع انجام می گیرد که این مواد فرصت واکنش با رطوبت را پیدا نمی کنند این مورد خصوصا در شرایط جوی حاد و شرجی از مزایای این پوشش به شمار می رود.

حتی اگر سطح اعمال پوشش مرطوب باشد پلی یوریا به مراتب بهتر از پلی یورتان عمل خواهد کرد نکته جالب توجه این است که پلی یوریا بدون تاثیر پذیری یا ایجاد واکنش بر روی یخ و آب نیز قابل اعمال می باشد. اگرچه اعمال هر پوششی بر روی سطوح مرطوب، بدون پرایمر یا آماده سازی می تواند تاثیراتی بر چسبندگی سیستم داشته باشد. در مجموع پلی یوریا یک مخافظ بتن کارا به حساب می آید این ماده جهت مصارف آببندی و محافظت استخرها، مخازن ، آبنماها،برج های خنک کننده، زیر زمین ها، پل ها، پارکینگ ها، رمپ ها، فرودگاه ها، پالایشگاه ها و ….ایده آل است.

3-چسبندگی عالی:

سیستمی که شامل آماده سازی کامل سطح باشد چسبندگی را خصوصا در شرایط بحرانی چون اعمال بر روی بتن مربوط به کف پوش ها و یا پوشش داخلی مخازن بهبود می دهد. این مورد شامل اعمال بر روی فلز، چوب، سنگ، ژئوتکستایل و … نیز می شود.

پلی یوریا درتست های چسبندگی بسیار خوب عمل می کند به دلیل همین چسبندگی، تراوش ناپذیری و مقاومت در برابر شارژهای الکتریکی ، نتیجه تست های جدایش کاتدی این پوشش نیز عالی است .

مقدار جدایش کاتدی پلی یورتان در عرض 30 روز در دمای C 23 ، مطابق استاندارد DIN-30671 کمتراز mm 12 میباشد. این مقدار در مورد پلی یوریا به کمتر از mm 4 تقلیل یافته است .

این فاکتور در پوشش سطوح فلزی و خطوط لوله و مخازن از اهمیت به سزایی برخوردار است.

4  -مقاومت کششی عالی:

پلی یوریا های جدید با نیروی کمتری کشیده میشوند  و خیلی بهتر از پلی یورتان ها در برابر سوراخ شدگی و پارگی مقاومت می نمایند. درصد افزایش طول و مقاومت کششی عالی پلی یوریا قابلیت ایجاد پل بر روی ترک ها و پرکردن شکاف های سطح را فراهم آورده و از ضعف پوشش در این حالات جلوگیری می کند.

مطابق استاندارد ASTM C-836 مقدار قابل قبول crack bridging  4/1 میلیمتر است . این در حالی است که این مقدار در پلی یوریا به بیش از 5 میلیمتر افزایش می یابد . (این تست در دمای C 30 – و C 50 + تکرار شده و هیچگونه آثار جدایش و یا کاهش چسبندگی رویت نشده است).

همین مقاومت کششی بالا ، پلی یوریا را برای استفاده در مواردی که سطح ممکن است در طی زمان تغیر جهت دهد تحت لرزش یا ضربه باشد  و یا زمان های که تنش های جدید اعمال میشود ایده آل می نماید . این فاکتور در محافظت و آببندی سطوح بتنی از اهمیت ویژه ایی برخوردار است.

5-فاقد هرگونه حلال و مواد فرار آلی:

درصد مواد فرار بسیار کم ویا صفر پلی یوریا سبب شده است که این محصول در مواردی که عدم آلودگی و یا سمیت پوشش از اهمیت خاصی برخوردار است بسیار خوب عمل کند. این خاصیت پلی یوریا امکان استفاده از آن را در فضا های کاری محدود و بسته فراهم می آورد. پلی یوریا  به دلیل اینکه فاقد حلال و مواد فرار آلی می باشد در تماس با آبی آشامیدنی کاربردهای پزشکی، لوازم بهداشتی، صنایع غذایی و سیستم های تبرید، قابل مصرف بوده و دارای تاییدیه های مرتبط می باشد.

تا سال های اخیر از تولید کنندگان مواد غذایی و نوشیدنی ها به دلیل بهداشتی نبودن محیط و نداشتن تاییدیه مجبور به توقف تولید یا پرداخت جریمه های سنگین برای ادامه کار بودند در حال حاضر پلی یوریا بهترین راه حل برای پوشش کف و دیوارهای سالن های تولید و انبار ، تجهیزات و لوازم و …. در اینگونه کارخانجات است همچنین از این ماده می توان در پوشش و آببندی مخازن و لوله های آب، آکواریم و دلفیناریوم نیز استفاده نمود.

دانلود و مطالعه متن کامل مقاله